Gastbeitrag: Baumaschinen auf dem Weg zur Elektromobilität?!

Bagger, Walzen, Radlader – gerade in Zeiten des Baubooms angesichts günstiger Kredite arbeiten Baumaschinen landauf, landab auf Hochtouren. Dabei läuft die große Mehrheit noch mit konventionellen Dieselantrieben und verursacht entsprechende Emissionen. Dabei müssten auch mobile Maschinen ihren Umweltbeitrag leisten. Und siehe da: Erste Hersteller experimentieren bereits mit elektrischen Antrieben. Simone Minet von www.machineryzone.de, einem Portal für gebrauchte Baumaschinen und Nutzfahrzeuge, liefert in ihrem Gastbeitrag den Überblick zum Stand der Elektromobilität bei Baumaschinen.

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Baumaschinen haben den Ruf, nicht gerade umweltfreundlich zu sein, und die Statistiken belegen diese Annahmen: Nach Angaben des Bundesamtes für Umwelt waren mobile Arbeitsmaschinen im Jahr 2010 für 50 Prozent der Rußpartikel und 20 Prozent der Stickoxidemissionen verantwortlich, die von Fahrzeugen in Deutschland insgesamt verursacht wurden. Trotz verschärfter EU-Abgasnormen für mobile Arbeitsmaschinen mit dem Inkrafttreten der Stufe IV final sind diese Werte in den vergangenen Jahren im Realbetrieb nicht zurückgegangen. Auch die völlige Abhängigkeit der Baubranche von fossilen Treibstoffen in Form von Diesel bereitet heutzutage Sorgen. Daher suchen auch Baumaschinenhersteller verstärkt nach Alternativen zum klassischen Dieselantrieb. Diese sollen nicht nur den Treibstoffverbrauch reduzieren, sondern auch den Schadstoffausstoß der Maschinen.

Elektrobagger weit verbreitet

Neben Überlegungen, verstärkt Alternativen zu Diesel wie etwa Algensprit und Biogase einzusetzen, ist auch die Elektrifizierung von Baumaschinen ein Ansatz, der zunehmend an Popularität gewinnt. So arbeiten einige Baumaschinenhersteller an Lösungen, um elektrische Energie für den Einsatz auf Baustellen und in Steinbrüchen nutzbar zu machen, ohne die Leistungen der Maschinen zu beeinträchtigen. Dabei sind elektrifizierte Baumaschinen eigentlich keine Neuheit. Eine im Allgemeinen weniger bekannte Tatsache ist, dass es bereits seit den 50er Jahren teilelektrifizierte Baumaschinen gibt. So zum Beispiel die Tandemwalze 6 WTL der Firma Kaelble. Bei dieser „historischen“ hybriden Walze von 1955 konnte die Vorderwalze optional von einem Drehstrom-Vibrationsantrieb angetrieben werden, dessen Generator vom Dieselmotor der Walze gespeist wurde. Der Hochlöffelbagger C251 von Menck aus dem Jahre 1958 war einer der ersten komplett elektrisch betriebenen Bagger der Welt, der per Kabel mit Energie versorgt wurde.

Bis heute sind Elektrobagger, die mit einem Kabel angeschlossen werden, weit verbreitet. Für Maschinen, die bei ihrer Arbeit keine langen Strecken zurücklegen müssen, ist diese Antriebsart eine umweltschonende Alternative. Vor allem in den Bereichen Materialumschlag und Recycling werden elektrische Bagger seit Langem eingesetzt. Ein bekanntes Beispiel ist die Lademaschine Terex Fuchs MHL 820, die als Elektroversion erhältlich ist. Während die Standardmaschine mit ihrem Dieselmotor eine Leistung von 85 kW erbringt, ist die elektrisch betriebene Lademaschine mit einem Elektromotor mit einer Leistung von 75 kW für den Hauptantrieb ausgestattet. Hinzu kommen zwei weitere Elektromotoren, nämlich die Hydrauliksteuerungsölversorgung mit 15 kW und der Klimakompressorantrieb mit 7,5 kW. Damit kommt der MHL 820 Elektro auf eine Gesamtleistung von 97,5 kW – und übertrifft damit die Dieselversion.

Elektrische Maschinen am Kabel durchaus wirtschaftlich

Elektromaschinen werden beispielsweise auch bei der Abfallsortierung in Hallen eingesetzt. Der Einsatz einer elektrischen Maschine hat besonders im Inneren von Gebäuden wesentliche Vorteile sowohl für den Bediener der Maschine als auch für die Umwelt. Dank fehlender Abgase wird das Hallenklima wesentlich verbessert und die Belastung der Luft am Arbeitsplatz durch Schadstoffe verringert. Auch die Lärmbelastung ist bei einer elektrischen Maschine wesentlich geringer als bei einer durch einen klassischen Verbrennungsmotor angetriebenen Maschine, was gerade in geschlossenen Räumen erheblich zum Arbeitskomfort des Bedieners beiträgt. So sind elektrische Maschinen unter den Gesichtspunkten des Arbeitsschutzes und des Umweltschutzes eine interessante Alternative zu klassischen Umschlagmaschinen.

Doch auch wirtschaftlich gesehen rentiert sich die Umstellung auf einen elektrischen Bagger für die meisten Unternehmen schnell. Der klassische Terex Fuchs MHL 820 beispielsweise verbraucht durchschnittlich 12 Liter Diesel pro Stunde und die Betriebskosten für diese Maschine sind dementsprechend hoch. Bei Maschinen, die mit Strom betrieben werden, können die Energiekosten bestenfalls ganz eliminiert werden. Denn gerade Mülldeponien können ihren Strom auf umweltschonende Art und Weise selbst produzieren. In Blockheizkraftwerken (BHKW) kann aus methanhaltigem Deponiegas Strom erzeugt werden, der dann zum Antrieb der Umschlagmaschinen genutzt werden kann. So wird die Deponie energieautark und senkt ihre Betriebskosten erheblich.

Diese kabelgebundenen elektrischen Baumaschinen sind bereits seit Jahren Teil des Alltags vieler Baumaschinenführer. Nutzer von elektrischen Maschinen wie der MHL 820 oder den Umschlaggeräten Liebherr E 934 C und E 944 C (Infos hier im PDF) geben auch an, dass Elektrobagger eine verbesserte Ergonomie und Steuerungsfähigkeit im Vergleich zu Dieselmaschinen aufweisen. Sie zeichnen sich durch ein unmittelbares, hohes Drehmoment, eine gleichmäßige Leistungsabgabe sowie vibrationsfreies Arbeiten aus. Problematisch ist jedoch die mangelnde Mobilität solcher Maschinen, die nur mit Hilfe eines Schleppkabels oder einer Kabeltrommel funktionieren. Denn unter diesen Bedingungen haben sie einen Bewegungsspielraum von nur wenigen Metern und das Wort „mobil“ in der Bezeichnung „mobile Arbeitsmaschinen“ ist nur noch bedingt berechtigt.

Erste Maschinen mit Batterie

Für einen elektrischen Betrieb ohne Kabel sind die Akkuleistungen der meisten Maschinen bislang noch nicht ausreichend. Allerdings gibt es auch einige Vorstöße bekannter Baumaschinenhersteller in diese Richtung. Auf der weltgrößten Baumaschinenmesse, der Bauma in München, hat der auf kompakte Maschinen spezialisierte koreanische Hersteller Bobcat dieses Jahr einen Prototypen des elektrisch betriebenen Mikrobaggers Bobcat E10 mit einem Einsatzgewicht von 1t vorgestellt. Sein Lithium-Ionen-Akku kann über ein Stromkabel (400 V) innerhalb von einer Stunde aufgeladen werden. Bei vollgeladenem Akku erreicht der E10 eine Autonomie von 2 bis 3 Stunden; er kann allerdings schon während des Ladevorgangs arbeiten. Damit ist er gut für Abbrucharbeiten im Inneren von Gebäuden oder im Tiefbau geeignet.

Auch Wacker Neuson hat bereits eine elektrische Baumaschine mit beeindruckender Autonomie im Angebot. Auf der Baumaschinenmesse Intermat 2015 hat die Firma den 100% elektrischen Radlader WL20e mit einem Schaufelinhalt von 0,2 m³ vorgestellt. Für eine optimale Verteilung der Leistung ist der WL20e mit zwei Elektromotoren ausgestattet: einem für den Fahrantrieb und einem für die Arbeitshydraulik. Der 2,3 Tonnen schwere Radlader ist mit einem Blei-Säure-Akku ausgestattet, der über einen Stromanschluss mit 400 V oder 230 V Spannung aufgeladen werden kann. Mit vollem Akku kann der Radlader bis zu 5 Stunden kabellos arbeiten. Sofern der Radlader nicht pausenlos im Einsatz ist, kann damit ein durchschnittlicher Arbeitstag von acht Stunden ohne Nachladen durchaus bewältigt werden. Dies erweist sich als ein großer Vorteil für Firmen, die auf emissionsfreies Arbeiten angewiesen sind. Gerade in empfindlichen Umgebungen, wie zum Beispiel beim Transport von Lebensmitteln in Lagerhallen oder beim Erdtransport in Gewächshäusern, kann die schadstofffreie Funktionsweise ein ausschlaggebendes Argument für die Wahl einer Elektromaschine sein.

Mit seiner 5-stündigen Autonomie ist der WL20e eine der überzeugendsten Lösungen, die derzeit auf dem Markt sind. Das beweisen auch die diversen Auszeichnungen, die die Maschine bereits erhalten hat. So wurde der Wacker Neuson Elektroradlader WL20e im Rahmen der Messe für Grünflächen- und Landschaftsbau „demopark+demogolf“ bei einem Neuheiten-Wettbewerb ausgezeichnet. Außerdem zählte er auf der eCarTec 2015 zu den Finalisten bei der Verleihung des eCarTec Awards. 
Der Erfolg des Elektroradladers zeigt, dass sich die Baumaschinenindustrie längst auf den Weg der Elektromobilität gemacht hat. Die Vorteile elektrischer Baumaschinen haben sich bereits im Alltag beim stationären Betrieb der Maschinen mit Kabel erwiesen. Der Schwerpunkt der Forschung und Entwicklung wird in den nächsten Jahren darauf liegen, die Lebensdauer und die Leistungsfähigkeit von Batterien und Akkus zu erhöhen, damit die Maschinen auch ohne Kabel effizient arbeiten können – und auch elektrische Arbeitsmaschinen im wahrsten Sinne des Wortes mobil werden.

Über die Autorin

Simone Minet ist Journalistin, Bloggerin und Community Managerin bei www.machineryzone.de. Sie befasst sich mit Themen aus den Bereichen Land- und Baumaschinen. Ihr besonderes Interesse liegt dabei auf erneuerbaren Energien und alternativen Antriebssystemen für diese Maschinen. MachineryZone ist ein internationales Kleinanzeigenportal für Baumaschinen und Nutzfahrzeuge, das in 16 Sprachen übersetzt ist und über 400.000 Anzeigen für Gebrauchtmaschinen bietet.